6ird近日，据外媒《天然-纳米技术》杂志报道称，来自佐治亚理工学院、苏黎世联邦理工学院和橡树岭国家实验室发现了一种材料——锑晶体，可使锂离子电池在不牺牲电池寿命的情况下，拥有更多的能量。它在充放电轮回过程中会自发地、可逆地中空，这一备受期待的特性可以在不影响安全的条件下促入更大的能量密度。
据先容，锂离子电池通过在两个电极（负电的阴极和正电的阳极）之间往返传输离子来产生电力。但在目前的状态下，它们已经到了极限，即增加锂离子活动的努力因阳极材料的老化而受阻，阳极材料在充电和放电过程中会膨胀和收缩，导致更大的压力，从而降低电池的寿命。
现在，科学家从直径是人类头发直径的千分之一的微小颗粒中望到了一个解决方案。因为纳米材料锑晶体中空的空地空闲可以适应电池充放电时的体积变化，同时提供不乱的外表面，从而进步轮回能力。
“有意地对中空纳米材料入行工程化已经有一段时间了，这是一种很有前途的方法，可以进步高能量密度电池的寿命和不乱性，”佐治亚理工学院的研究员Matthew McDowell表示，“问题一直是，以贸易应用所需的大标准直接合成这些中空纳米结构是具有挑战性的，而且本钱很高。我们的发现可以提供一种更简朴、精简的过程，以类似于有意设计的中空结构的方式改善机能。”
而使用高分辨率电子显微镜观察小型测试电池中的纳米颗粒，证明了这种中空行为，并且发现只有在直径小于30纳米左右的颗粒中才会泛起。它的工作原理是通过弹性氧化层，使材料在离子流进阳极时膨胀，但在离子被移除时产生空地空闲，而不是导致典型的收缩行为。
“当我们第一次观察到独特的中空行为时，这长短常令人高兴的，我们当下就知道这可能对电池机能有重要的影响。”McDowell感叹道。
固然这些中空的纳米颗粒是一个令人高兴的发现，但对于该团队来说，未来还有一些挑战。由于锑本身价格昂贵，所以目前还没有用于出产电池电极。
然而，科学家们怀疑锡或者其他更便宜的材料也可能表现出同样的空心结构，并但愿探索这些可能性，在更大的电池长进行研究，以期努力实现贸易应用。
“对其他材料入行测试，望望它们是否会根据类似的空心机制入行转化，这长短常有趣的。”McDowell指出，“这可以扩大可用于电池的材料范围。我们制造的小型测试电池显示出有但愿的充放电机能，因此我们但愿在更大的电池材料中做评估。”
